Raspberry Pi クラスタ構築

プログラミング
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いくつかの理由から自宅にラズパイクラスタを作ろうと思います。サーバなら何でもよかったのだけれど、コスト面でラスパイクラスタになりました。

このページは、4台のraspiにssh接続するところまでです。(クラスタの意味….)


構築したい理由

構築後にやりたいことが複数あるため、構築したラスパイクラスタを運用する気はありません。必要ならOSの焼き直しも辞さない予定です。

  • ネットワークの勉強を実機でしたい
    • スイッチ・ルータの設定
    • VLAN
    • STP
    • etc…
  • 分散処理の勉強がしたい
    • Hadoop
    • Spark
  • コンテナオーケストレーションツールを試してみたい
    • Docker Swarm
    • kubernetes

必要なもの

以下のものを準備しました。購入したものは全部で約4万?

  • サーバ:raspi3 x4
  • microSD x4
  • スイッチ:NETGEAR GS108T
  • LANケーブル x5
    • ケーブルの長さを調節したかったので自作した
    • もちろん、普通に購入でもOK
  • microUSBケーブル x4
    • 自宅にあったものを利用
  • 5ポートのUSB電源アダプター
  • HDMIケーブルとキーボード
    • 初期設定時のみ必要
    • 自宅にあったものを利用

ネットワーク構成図

この図は自宅のネットワーク構成図全体で、緑の部分が作成したラスパイクラスタ(図中に8台まで拡張可能と書いてあるけれど、実際はスイッチのポートの関係で7台まで)


ラズパイクラスタ接続

購入したもの、記念写真1

購入したもの記念写真2

raspiをM3のスペーサで接続(M3だとそのままだとはまらなかったため、raspi3側の穴にタップを切った)

接続イメージをこんな風にしたい

LANケーブル、コネクタ、カバーから、専用工具(圧着)とニッパーで思った長さのLANケーブルをつくる。

LANケーブルをスイッチに接続、電源を接続。


ラズパイセットアップ

今回は、「RASPBIAN STRETCH WITH DESKTOP」でなく「RASPBIAN STRETCH LITE」を利用しました。違いはこちらのサイト(少し情報が古いですが…)がわかりやすいです。主に、Xサーバ(デスクトップ環境)があるかどうかですね。

NOOBSを使わないのは、raspi4台それぞれがネットワーク経由でイメージをダウンロードするのに時間がかかりそうだったためです。

セットアップ自体は、公式のガイドに従いました。https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-images/README.md

  1. 【Windows】イメージのダウンロード
    1. 公式サイトから「RASPBIAN STRETCH LITE」のZIPをダウンロード(展開不要)
    2. 公式リンク:https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
  2. 【Windows】Etcherを使ってimageをSDに書き込む
    1. 上記ZIPイメージを選択
    2. SDデバイスを選択
    3. 書き込み
  3. 【ラズパイ】raspi3にSDを挿入
    1. 挿入後に電源を入れる
  4. 【ラズパイ】初期rootユーザでログイン
    1. ユーザ:pi
    2. パスワード:raspberry
  5. 【ラズパイ】raspi-configでSSHを有効
    1.  Interfacing Optionsを選択
    2. P2 SSHを選択
    3. 有効にするか聞かれるので「YES」
  6. 【Windows】ルータの設定
    1. raspi3でifconfigしてmacアドレスを確認
      1. (実際は同じネットワークないからarp-scanした)
    2. ブラウザからルータの設定画面を開き、DHCPの固定割当設定を実施
      1. 今回は192.168.0.21から192.168.0.24を利用
    3. raspi3を再起動
      1. sudo reboot
    4. ifconfigでeth0のIPが変わったことを確認
  7. 【Windows】SSHしてみる
    1. 別のPCから「ssh pi@192.168.0.21」
    2. ログインできたら完了

おまけ:tmuxでmulti-ssh

構築した4台のraspi3にtmuxで同時接続

 

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